package com.caijg.utils;

import cn.hutool.core.util.BooleanUtil;
import cn.hutool.core.util.IdUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.caijg.domain.dto.RedisData;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Function;

/**
 * 缓存穿透、击穿 问题的解决方案的封装工具类
 */
@Component
@Slf4j
@RequiredArgsConstructor
public class RedisUtil {

    // Redis操作对象
    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);
    private final RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate;

    /**
     * 向Redis中存数据,并且可以设置TTL过期时间
     *
     * @param key     redis中的key
     * @param value   redis中的value
     * @param timeout 有效时长
     * @param unit    有效时长单位
     */
    public void set(String key, Object value, Long timeout, TimeUnit unit) {
        // 将value序列化成json
        String jsonStr = JSONUtil.toJsonStr(value);
        // 向Redis中存
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, jsonStr, timeout, unit);
    }

    /**
     * 向Redis中存数据,携带逻辑过期时间（解决缓存击穿）
     *
     * @param key    redis中的key
     * @param value  redis中的key
     * @param expire 逻辑过期时间
     * @param unit   时间单位
     */
    public void setWithLogicExpire(String key, Object value, Long expire, TimeUnit unit) {
        // 创建携带逻辑过期时间的redis存储对象
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(value);
        redisData.setExpire(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(expire)));

        // 往Redis中存
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

    /**
     * 查询缓存（使用缓存空对象解决缓存穿透问题）
     *
     * @param keyPrefix  key前缀
     * @param id         标识
     * @param type       返回的类型
     * @param timeout    过期时间
     * @param unit       时间单位
     * @param dbFallback 兜底方案：查找数据库
     */
    public <ID, R> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Long timeout,
                                          TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {

        String key = keyPrefix + id;

        // 1.从redis中查找缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        // 2.存在直接返回
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            log.info("缓存命中，直接返回");
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }

        // 代码走到这里，两种情况，‘’或者null

        // 3.如果是‘’则是为了防止缓存穿透存储的空对象。返回null
        if (json != null) {
            log.info("缓存命中空对象，直接null");
            return null;
        }

        // 4.缓存未命中，从数据库中查
        R apply = dbFallback.apply(id);

        // 5.数据库中也不存在。把空值缓存到redis
        if (apply == null) {
            log.info("数据库中不存在，缓存空对象，返回null");
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", timeout, unit);
            return null;
        }

        // 6.存在，先写入缓存，并设置过期时间
        this.set(key, apply, timeout, unit);

        // 7.再返回
        return apply;
    }


    /**
     * 查询缓存 （使用逻辑过期解决缓存击穿问题）
     *
     * @param keyPrefix  key前缀
     * @param id         id
     * @param type       返回的类型
     * @param timeout    过期时间
     * @param unit       时间单位
     * @param dbFallback 缓存逻辑过期，数据库的兜底方案
     */
    public <R, ID> R queryWithLogicExpire(String keyPrefix, ID id, Class<R> type
            , Long timeout, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {

        // 构造redis中的店铺缓存key
        String key = keyPrefix + id;

        // 1.从缓存中查询Redis
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        // 2.缓存未命中，直接返回
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            log.info("缓存未命中，返回null");
            return null;
        }

        // 3.缓存命中
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        // 获取逻辑过期时间
        LocalDateTime expire = redisData.getExpire();
        // 获取数据
        R rData = JSONUtil.toBean(JSONUtil.toJsonStr(redisData.getData()), type);

        // 4.判断缓存是否过期
        // 4.1未过期，直接返回商铺信息
        if (expire.isAfter(LocalDateTime.now())) {
            log.info("缓存未过期, 直接返回数据");
            return rData;
        }

        // 4.2缓存过期了
        // 5.尝试获取互斥锁
        String lockKey = "lock:" + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);
        if (isLock) {

            // Double check 防止并发引起的问题---已经有人重建过了
            String json2 = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
            RedisData redisData2 = JSONUtil.toBean(json2, RedisData.class);
            // 获取逻辑过期时间
            LocalDateTime expire2 = redisData2.getExpire();
            // 获取数据
            R rData2 = JSONUtil.toBean(JSONUtil.toJsonStr(redisData.getData()), type);
            if (expire2.isAfter(LocalDateTime.now())) {
                log.info("缓存未过期, 直接返回数据");
                unlock(lockKey);
                return rData2;
            }

            // 如果获取到锁了 重建缓存
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                try {
                    //重建缓存
                    log.info("缓存过期，重建缓存");
                    R apply = dbFallback.apply(id);
                    if (apply == null) {
                        stringRedisTemplate.delete(key);
                        log.info("数据库里没有，删除缓存");
                    } else {
                        log.info("数据库里有，重建缓存成功");
                        this.setWithLogicExpire(key, apply, timeout, unit);
                    }
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                } finally {
                    unlock(lockKey);
                }
            });
        }

        // 6.返回过期的商铺信息
        log.info("返回过期的数据");
        return rData;
    }

    /**
     * 查询缓存（基于互斥锁解决缓存击穿问题）
     *
     * @param keyPrefix  缓存key前缀
     * @param id         标识
     * @param type       缓存对象的类型
     * @param timeout    超时时间
     * @param unit       时间单位
     * @param dbFallback 缓存未命中时的db兜底操作
     */
    public <R, ID> R queryWithMutex(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,
                                    Long timeout, TimeUnit unit, Function<ID, R> dbFallback) {
        String key = keyPrefix + id;
        // 1.查询缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.缓存命中，直接返回
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            log.info("缓存命中，直接返回");
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }
        // 3.命中空对象，返回null
        if (json != null) {
            log.info("命中空对象，返回null");
            return null;
        }

        // 代码运行到这里，缓存里啥也没有

        // 4.准备重建缓存，获取互斥锁
        String lockKey = "lock:" + id;
        R r;
        try {
            boolean isLock = tryLock(lockKey);
            if (!isLock) {
                // 5.获取互斥锁失败，睡一会重试
                log.info("获取锁失败，我睡会再来");
                Thread.sleep(50);
                return queryWithMutex(keyPrefix, id, type, timeout, unit, dbFallback);
            }
            // 6.获取互斥锁成功，准备重建缓存
            // 7.double检查，避免并发发生的问题
            String json2 = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
            if (StrUtil.isNotBlank(json2)) {
                log.info("缓存命中，直接返回");
                return JSONUtil.toBean(json2, type);
            }
            // 命中空对象，返回null
            if (json2 != null) {
                log.info("命中空对象，返回null");
                return null;
            }

            // 8.开始重建缓存
            log.info("开始重建缓存");
            Thread.sleep(500);
            r = dbFallback.apply(id);
            if (r == null) {
                // 数据库里没有，缓存空对象
                this.set(key, "", timeout, unit);
                log.info("数据库中没有，缓存空对象，返回null");
                return null;
            }
            // 9.数据库里有，重建缓存
            log.info("数据库里有，数据重建成功");
            this.set(key, r, timeout, unit);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            unlock(lockKey);
        }

        log.info("返回重建后的数据");
        // 10.返回数据
        return r;
    }

    private boolean tryLock(String key) {
        Boolean b = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(b);
    }

    private void unlock(String key) {
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}